Человечество часто грезит о превращении в межпланетный вид, рассматривая Марс или Венеру как наиболее вероятные площадки для первых колоний. Однако, как отмечает ведущий канала PBS Space Time, Земля — это аномально удачное место во Вселенной, которое не пытается убить нас мгновенно. Прежде чем отправляться к звездам, нам необходимо понять, с какими смертельными вызовами столкнутся первопроходцы на соседних планетах.
🔴 Марс: «Земля 2.0» с мертвым ядром и тонкой атмосферой 1:00
Марс традиционно считается главным кандидатом на роль «запасной планеты», но его физические характеристики создают серьезные проблемы для жизни. Масса Марса составляет всего 1/10 от земной, а гравитация на поверхности — около 40% от нашей. Из-за малых размеров недра планеты остыли гораздо быстрее земных, что привело к остановке вращения железного ядра.
Основные последствия геологической смерти Марса:
- Отсутствие магнитного поля: Без вращающегося ядра Марс лишился глобальной магнитосферы, которая могла бы защищать его от солнечного ветра.
- Потеря атмосферы: Солнечный ветер — поток энергетических частиц от Солнца — на протяжении миллиардов лет буквально «сдувал» атмосферные газы в космос.
- Экстремально низкое давление: Сегодня атмосферное давление на Марсе составляет всего 0,5% от земного — это практически вакуум.
В плане температуры Марс иногда бывает милостив: на экваторе воздух может прогреться до +20°C. Однако типичное значение составляет -55°C, что требует от колонистов постоянного использования обогреваемого снаряжения.
💨 Эбуллизм и 90 секунд на спасение 2:34
Выход на марсианскую поверхность без скафандра (даже при наличии запаса кислорода) приведет к катастрофическим последствиям из-за низкого давления. Вопреки голливудским мифам, человеческое тело не взорвется — кожа достаточно прочна, чтобы удержать форму. Однако возникнет эффект, называемый эбуллизмом.
Процессы, происходящие в организме в условиях вакуума:
- Кипение жидкостей: Температура кипения падает при снижении давления. Слюна на языке и слезная жидкость на глазах закипают мгновенно.
- Подкожное вздутие: Под кожей начинают формироваться пузырьки газа, вызывая сильные отеки.
- Газовые эмболы в крови: Хотя кровь остается жидкой благодаря внутреннему давлению сосудов, в ней начинают выделяться пузырьки азота и кислорода.
- Гипоксия мозга: Кровь быстро лишается кислорода, что приводит к потере сознания через 5–15 секунд.
Ведущий приводит в пример инцидент 1966 года в NASA, когда Джим Лебланк (Jim LeBlanc) подвергся воздействию вакуума во время испытаний скафандра. Он успел почувствовать, как закипает слюна на языке, прежде чем отключился через 15 секунд. Лебланка спасли, и он полностью восстановился. Считается, что человек может пережить полное пребывание в вакууме около 90 секунд, если его быстро вернут в герметичную камеру.
☢️ Радиация: невидимый убийца и солнечные штормы 4:22
Даже внутри герметичного и теплого модуля колонисты Марса будут находиться под угрозой. Отсутствие толстой атмосферы и магнитного поля делает поверхность планеты открытой для космических лучей и солнечной радиации.
По оценкам, приведенным в видео, только 180-дневный перелет до Марса подвергает астронавта дозе облучения, близкой к лимиту, установленному для всей профессиональной карьеры. Короткая экспедиция на поверхность увеличивает риск развития рака примерно на 5%.
Однако гораздо опаснее обычного радиационного фона — корональные выбросы массы (CME). Это мощные магнитные штормы на Солнце, выбрасывающие потоки высокоэнергетических протонов и электронов. Попадание под такой «удар» без защиты вызывает острую лучевую болезнь и смерть.
В качестве защиты ведущий предлагает использовать бункеры с метровым слоем экранирования из подручных материалов:
- Вода;
- Запасы продовольствия;
- Продукты жизнедеятельности (отходы).
Поскольку свет от солнечной вспышки достигает Марса за минуты, а сами частицы — за несколько дней, у колонистов будет время, чтобы спрятаться в убежище.
☁️ Венера: жизнь в серной кислоте на высоте 50 км 6:25
На поверхности Венеры человека ждет мгновенная смерть: давление в 90 атмосфер и температура +450°C превратят любого исследователя в «жареный блин» за секунды. Однако на высоте 50 км условия радикально меняются.
В «облачных городах» Венеры условия кажутся почти земными: гравитация составляет 0,9g, а давление идентично земному на уровне моря. Температура там держится в районе +70°C, что, по мнению автора, вполне терпимо при наличии охлаждающего костюма.
Тем не менее, Венера имеет свои способы убийства:
- Кислотные дожди: Облака состоят из концентрированной серной кислоты. Без защиты кожа начнет растворяться и покрываться волдырями.
- Асфиксия: Атмосфера состоит в основном из $CO_2$, поэтому без воздушного баллона колонист задохнется раньше, чем кислота нанесет критический урон.
- Агрессивная среда: Все оборудование и костюмы должны быть устойчивы к коррозии и высоким температурам.
Преимуществом Венеры является защита от радиации. Хотя у планеты нет собственного магнитного поля, взаимодействие солнечного ветра с её плотной атмосферой создает наведенный магнитный щит, который работает лучше, чем разреженная оболочка Марса.
🌌 Вопросы бытия: от возраста Вселенной до Rick and Morty 8:38
В завершение выпуска ведущий ответил на вопросы подписчиков, касающиеся фундаментальной физики и космологии.
Один из вопросов затронул парадокс отсутствия «универсального времени». Если время относительно, как мы можем утверждать, что Вселенной 13,8 миллиарда лет? Ведущий объяснил это через аналогию с часами, которые запустились в момент Большого взрыва и находились в нашей системе отсчета, не двигаясь на околосветовых скоростях. Возраст Вселенной — это мера того, как много изменений произошло в нашем конкретном фрейме.
Обсуждая вопрос о сходимости мировых линий в сингулярности Большого взрыва, автор подчеркнул, что наше понимание физики ограничено. У нас пока нет теории квантовой гравитации, чтобы уверенно описывать события планковской эпохи.
Наконец, на вопрос о том, не впадают ли физики в состояние экзистенциального нигилизма в духе мультсериала «Рик и Морти», ведущий признался: иногда приходится «отключаться». Постоянное пребывание в состоянии экзистенциального трепета вызывает мигрень, поэтому иногда лучше просто расслабиться и посмотреть телевизор.
